CN107684803A - 一种脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液 - Google Patents

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Abstract

本发明属于气体净化技术领域，涉及到一种从气流中脱除酸性物质的基于环状基团有机胺的吸收液。本发明针对有机硫化合物脱除的要求和特点，通过在有机胺吸收剂中添加含氮环状基团的化合物作为吸收剂中的催化剂对气流中的酸性物质包括有机硫进行脱除，可以很好的将原料气中的羰基硫和硫醇同时脱除，脱除后的净化气中的总硫含量小于60mg/Nm3，达到一类商品天然气的指标。该吸收液适用于焦炉煤气、天然气、炼厂气和烟气。

Description

一种脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液
技术领域
本发明属于气体净化技术领域，涉及到一种从气流中脱除酸性物质的基于环状基团有机胺的吸收液，该吸收液可以脱除的酸性物料包括二氧化碳、硫化氢、羰基硫以及硫醇（如甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇等），该吸收液适用于焦炉煤气、天然气、炼厂气和烟气。
背景技术
天然气作为一种绿色能源在我国经济发展和能源结构调整中具有越来越重要的地位，十二五期间我国制定了大力发展天然气工业的产业鼓励政策，在进口天然气的同时要积极进行国内天然气的开采和开发。目前已经在西南地区的四川、重庆等地开发的天然气气田包括普光气田、元坝气田等。上述气田开采的天然气原料气中一般均含有大量的酸性气体、有机硫、二氧化碳、硫化氢，其中的有机硫主要为羰基硫和硫醇。其中普光气田含有的有机硫主要为羰基硫COS，其含量达到了380mg/m3，而元坝气田则同时含有羰基硫COS和硫醇RSH，其中羰基硫COS高达350mg/m3，硫醇RSH则为400mg/m3，其中硫醇RSH主要为甲硫醇。
传统的化学吸收法工艺中使用的醇胺溶剂只能对羰基硫COS、硫醇RSH实现部分脱除，脱除效率极低，或反应不可逆，造成溶剂损耗，总体上对有机硫的脱除效果不佳，尤其是当有机硫含量较高时，通常难以保证净化气中总硫含量达标。
工业应用中硫醇RSH的脱除一般为物理溶解和化学反应溶解，硫醇RSH与醇胺的反应机理较简单，和H2S与醇胺反应类似，但是随着硫醇RSH中碳链的增长其性质接近同碳的烷烃，同时其酸性本身较弱因而与醇胺反应的活性较低，醇胺优先与其它酸性气体反应因而对RSH的溶解或反应脱除减小。通过在常规醇胺溶剂中添加一定的催化剂来改进醇胺吸收剂对羰基硫COS、硫醇RSH的脱除能力，达到提高有机硫脱除效率的目的。如陶氏DOW开发了一种助剂MRA，添加到醇胺溶液中可大大增加硫醇RSH的脱除能力。
发明内容
本发明是一种脱除气流中酸性物质的含有环状基团催化剂的有机胺吸收液，通过在传统的有机胺溶剂中添加一种或几种含有环状基团的催化剂，在达到脱除气流中二氧化碳和硫化氢的同时，对气流中的有机硫同样具有很好的脱除效果，在同等条件下，本发明的吸收液有机硫脱除率可以达到90%以上，传统有机胺吸收液的有机硫脱除率一般只有50%左右。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液，脱除的酸性物质包括二氧化碳、硫化氢、羰基硫和硫醇等，其特征在于其组成包括一种含有环状基团的催化剂A和有机胺等化合物B，其中含有环状基团的催化剂A的浓度范围为5~30%（wt），有机胺B的浓度为5~50%（wt），其余为水。
所述含有环状基团的催化剂A是一种含氮五元环基团或含氮六元环基团的化合物。
所述含有环状基团的催化剂A在吸收溶剂中的最佳浓度范围为10~20%（wt）。
所述含有环状基团催化剂A是1-甲基-2-乙基咪唑、4,5-二羟基咪唑或者N-乙酰基咪唑中的一种或几种。
所述含有环状基团催化剂A是2-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶或者N-甲基吡咯烷酮一种或几种。
所述有机胺吸收液中的化合物B为仲胺、叔胺或者二者的混合物。
有机胺吸收液中的化合物B为二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺中的一种或几种。
本发明的有益效果
针对有机硫化合物脱除的要求和特点，选取了几种含氮环状基团的化合物作为吸收剂中的催化剂对有机硫进行脱除，可以很好的将原料气中的羰基硫和硫醇同时脱除，脱除后的净化气中的有机硫含量能够达到我国商品天然气一类标准的工艺指标，总硫小于60mg/Nm3。同等条件下，本发明吸收液与传统的吸收液相比对有机硫脱除率可以达到了90%以上，传统的吸收液有机硫的脱除率只有50%左右。
附图说明
图1是本发明实施例采用的工艺吸收流程。
图中，1是吸收塔，2是再生塔。
具体实施方式
以下通过实施例和附图对本发明作进一步说明，其目的是为了更好地理解本发明的内容，但其并不限制本发明的保护范围。
以下实施例采用的吸收工艺流程如附图1所示。
实施例1
待处理原料气组成：硫化氢~7.5%（mol），二氧化碳~6%（mol），甲硫醇~350mg/Nm3，羰基硫~500mg/Nm3。
吸收液组成：二异丙醇胺30%（wt），5%（wt）4,5-二羟基咪唑、N-乙酰基咪唑15%（wt），吸收液循环量为5L/h。
本实施案例中的吸收压力为2.8MPa，处理后的净化气组成如下：
实施例2
待处理原料气组成：硫化氢~7.5%（mol），二氧化碳~6%（mol），甲硫醇~350mg/Nm3，羰基硫~500mg/Nm3。
吸收液组成：N-甲基二乙醇胺30%（wt），5%（wt）1-甲基-2-乙基咪唑、15%（wt）N-乙酰基咪唑，吸收液循环量为5L/h。
本实施案例中的吸收压力为3.2MPa，处理后的净化气组成如下：
实施例3
待处理原料气组成：硫化氢~7.5%（mol），二氧化碳~6%（mol），甲硫醇~350mg/Nm3，羰基硫~500mg/Nm3。
吸收液组成：N-甲基二乙醇胺40%（wt），2-甲基-5-乙基吡啶5%（wt）、15%（wt）N-甲基吡咯烷酮，吸收液循环量为5L/h。
本实施案例中的吸收压力为6.0MPa，处理后的净化气组成如下：

Claims (7)

1.一种脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液，其特征在于：其组成包括一种含有环状基团的催化剂A和有机胺化合物B，其中含有环状基团的催化剂A的浓度为5~30%（wt），有机胺B的浓度为5~50%（wt），剩余组分为水。
2.根据权利要求1所述的脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液，其特征在于含有环状基团的催化剂A在吸收溶剂中的浓度范围为10~20%（wt）。
3.根据权利要求1所述的脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液，其特征是含有环状基团的催化剂A是一种含氮五元环基团或含氮六元环基团的化合物。
4.根据权利要求3所述的脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液，其特征在于含氮五元环基团的催化剂A是1-甲基-2-乙基咪唑、4,5-二羟基咪唑或者N-乙酰基咪唑中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液，其特征在于含氮六元环基团的催化剂A是2-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶或者N-甲基吡咯烷酮一种或几种。
6.根据权利要求1所述的脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液，其特征在于有机胺吸收液中的化合物B为仲胺和叔胺中的一种或者二者的混合物。
7.根据权利要求6所述的脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液，其特征在于有机胺吸收液中的化合物B为二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺中的一种或几种。
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